“METABOLISME ENZIM DAN SISTEM KOORDINASI PADA TUMBUHAN”
A. PENDAHULUAN
Metabolisme adalah segala proses reaaksi kimia yang terjadi didalam makhluk hidup, mulai makhluk hidup bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan dan hewan. Di dalam proses ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan hidupnya.
Dalam tumbuhan terdapat proses metabolisme tumbuhan yang terdiri dari anabolisme (pembentkan senyawa yang lebih besar dari molekul – molekul yang lebih kecil, molekul ini terdiri dari pati, selulose, protein, lemak dan asam lemak. Proses ini membutuhkan energi). Sedang katabolisme merupakan senyawa dengan molekul yang besar membentuk senyawa – senyawa dengan molekul yang lebih kecil dan menghasilkan energi.
Tumbuhan juga mengahasilkan senyawa metabolit sekunder yang berfungsi untuk melindungi tumbuhan dari serangan serangga, bakteri, jamur dan jenis patogen lainnya serta tumbuhan itu mampu menghasilkan vitamin untuk kepentingan tumbuhan itu sendiri serta hormon – hormon yang merupakan sarana bagi tumbuhan untuk berkomunikasi antara organnya atau jaringannya dalam mengendalikan dan mengkoordinasi pertumbuhan dan perkembangannya. Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur lintasan – lintasan metabolik yang dikendalikannnya agar terjadi dan dapat mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara memproduksi suatu katalisator dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan. Katalisator inilah yang disebut denagn enzim yang mampu mempercepat laju reaksi yang berkisar antara 108 sampai 1020.
memperlancar berlangsungnya proses reaksi metabolisme dalam sel makhluk hidup melibatkan komponen-komponen penting yang sangat berperan sebagai penunjangnya. Komponen-komponen yang sangat berperan dalam proses metabolisme sel makhluk hidup adalah enzim.
Enzim ialah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi dan ikut beraksi didalamnya sedang pada saat akhir proses enzim akan melepaskan diri seolah – olah tidak ikut bereaksi dalam proses tersebut. Enzim merupakan reaksi atau proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh makhluk hidup karena adanya katalis yang mampu mempercepat reaksi. Koenzim mudah dipisahkan dengan proses dialisis.
B. RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana proses mekanisme enzim pada tumbuhan? 2. Jelaskan bagaimana sistem koordinasi pada tumbuhan?
C. PEMBAHASAN
1. METABOLISME ENZIM PADA TUMBUHANS
Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis karena selalu menggunakan katalisator. Proses metabolisme di dalam sel melibatkan aktivitas sejumlah besar katalis biologik yang disebut enzim dan berlangsung melalui Respirasi (katabolisme) dan Sintesis (anabolisme).
Katabolisme dan Anabolisme
Pada gambar diatas dijelaskan bahwa:
Reaksi Endergentik melalui proses anabolisme menghasilkan energi yang akan diserap dan disimpan dan membentuknya menjadi senyawa dari prekursor yang sederhana .
Reaksi Eksergenik melalui proses katabolisme akan melepaskan energi yang kemudian menguraikan molekul kompleks sehingga menjadi molekul yang sederhana.
a) Reaksi Anabolisme
Adalah reaksi pembentukkan, yaitu pembentukkan molekul sederhana menjadi molekul kompleks. Reaksi anabolisme merupakan reaksi sintesis karena adanya transformasi energi yang disimpan dalam bentuk ikatan kimia. Apabila dihasilkan materi sel baru, maka anabolisme disebut juga sebagai biosintesis. Aktivitas pengurai dan sintesis, atau dismilasi dan asimilasi, saling terkait satu sama lain. Contoh reaksi anabolisme adalah sintesis (termasuk fotosintesisi dan kemosintesis) (Ningrum,dkk.,2013).
b) Reaksi Katabolisme
simpan dalam bentuk Adenosin Difosfat (ADP) dan fosfat. Dapat juga melalui reduksi koenzim Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NADP+) menjadi Nikotinamid Adenin Dinukleotida Fosfat Hidrogen (NADPH). ATP dan NADPH adalah sumber energi untuk jalur-jalur anabolisme. Contoh reaksi katabolisme adalah proses respirasi (termasuk aerob dan anaerob). (Ningrum,dkk.,2013).
Proses katabolisme
1. Komponen Penyusun Enzim
Enzim adalah Biokatalisator organik yang dihasilkan oleh organisme hidup didalam protoplasma. Berdasarkan senyawa pembentuknya yaitu protein enzim dibedakan atas 2 bagian yaitu:
a. Enzim sederhana
Enzim dengan seluruh komponen penyusunnya adalah protein. b. Enzim kompleks / Enzim konjugasi / Haloenzim.
Enzim yang komponen penyusunnya tidak hanya terdiri atas protein. Apoenzim merupakan bagian dari enzim konjugasi yang berupa protein. Prostetik merupakan bagian dari protein konjugasi yang bukan senyawa protein. Gugus prostetik yang terbuat dari senyawa logam disebut kofaktor. Gugus prostetik yang terbuat dari bahan organik seperti vitamin disebut koenzim.
Ada 2 teori yang mengungkapkan cara kerja enzim yaitu: a. Teori kunci dan anak kunci (Lock and key)
Teori ini dikemukakan oleh Emil Fisher yang menyatakan kerja enzim seperti kunci dan anak kunci, melalui hidrolisis senyawa gula dengan enzim invertase, sebagai berikut:
a) Enzim memiliki sisi aktivasi, tempat melekat substrat.
b) Hubungan antara enzim dan substrat terjadi pada sisi aktivasi. c) Hubungan antara enzim dan substrat membentuk ikatan yang lemah. d) Enzim + substrat --> Kompleks enzim substrat --> Hasil akhir + Enzim. b. Teori kecocokan induksi (Induced fit theory)
Bukti dari kristalografi sinar x, diketahui bahwa sisi aktif enzim bukan merupakan bentuk yang kaku, tapi bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif akan termodifikasi menyesuaikan bentuk substrat, sehingga terbentuk kompleks enzim substrat. Ketika substrat terikat pada enzim, sisi aktif enzim mengalami beberapa perubahan sehingga ikatan yang terbentuk antara enzim dan substrat menjadi menjadi lebih kuat. Interaksi antara enzim dan substrat disebut Induced fit.
3. Komponen Enzim
Enzim merupakan protein, berdasarkan senyawa penyusunnya, enzim dibedakan atas:
a) Enzim sederhana komponen utama penyusun tubuhnya adalah protein.
b) Enzim konjugasi / halo enzim merupakan enzim yang tersusun atas senyawa protein dan senyawa selain protein. Bagian dari enzim konjugasi yang berupa protein disebut Apoenzim, sedangkan bagian yang bukan protein disebut prostetik.
c) Struktur prostetik yang terbuat dari logam disebut kofaktor, sedangkan yang terbuat dari bahan organik seperti protein disebut koenzim.
Enzim dalam metabolisme dibedakan menjadi 6 golongan yaitu:
a) Oksido-reduktase yaitu enzim yang bekerja pada reaksi oksidasi dan reduksi
b) Transferase bekerja untuk memindahkan gugus kimia
c) Hidrolase bekerja mengubah bentuk kimia tanpa menambah atau mengurangi
unsur
d) Hidrolase bekerja pada reaksi yang menggunakan air
e) Ligase bekerja pada reaksi penggabungan dua senyawa atau lebih
f) Liase bekerja pada reaksi pemutusan senyawa
5. Sifat Enzim
a) Sebagai Biokatalisator
Enzim adalah senyawa organik, yaitu senyawa protein yang dihasilkan oleh sitoplasma sel dan berperan sebagai katalisator, yang disebut biokatalisator. Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat atau memperlambat reaksi kimia , tetapi zat itu sendiri tidak ikut dalam reaksi. Enzim mempengaruhi kecepatan reaksi, tetapi tidak terpengaruh atau dipengaruhi oleh reaksi tersebut. Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung dalam sel, dan bertindak tidak harus selalu dalam sel.
b)Enzim menurunkan energi aktivasi.
Enzim mengkatalis reaksi dengan meningkatkan kecepatan reaksi, dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi).
c) Enzim merupakan protein .
Enzim merupakan protein, sehingga sifat-sifat enzim sama dengan protein, yaitu dipengaruhi oleh suhu dan pH. Pada suhu rendah dan tinggi enzim akan mengalami kerusakan koagulasi (penggumpalan), yang akhirnya akan terdenaturasi enzim akan terdenaturasi.
Enzim bekerja spesifik satu enzim hanya khusus untuk satu substrat. Contoh enzim maltase hanya dapat memecah maltosa menjadi glukosa
6. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim a) Suhu
Reaksi yang dikatalisis oleh enzim akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu 0 - 35 derajad celcius. Secara umum kenaikan 10 derajad celcius maka kecepatan reaksi menjadi dua kali lipatnya dalam batas suhu yang wajar. Suhu ideal kerja enzim adalah 30 – 40 oC, dengan suhu optimum 36 oC. Dibawah atau diatas suhu tersebut kerja enzim lemah bahkan mengalami kerusakan. Enzim akan menggumpal (denaturasi) dan hilang kemampuan katalisisnya jika dipanaskan.
b)Logam berat
Logam berat seperti Ag, Zn, Cu, Pb dan Cd, menyebabkan enzim menjadi tidak aktif.
c) Logam
Aktivitas enzim meningkat jika bereaksi dengan ion logam jenis Mg, Mn, Ca, dan Fe.
d)pH
Enzim bekerja pada pH tertentu, enzim hanya dapat bekerja pada pH yang ideal. Enzim Ptialin hanya dapat bekerja pada pH netral, enzim pepsin bekerja pada pH asam sedangkan enzim tripsin bekerja pada pH basa. Bagan kerja enzim dan pengaruhnya terhadap pH.
e) Konsentrasi
Semakin tinggi konsentrasi enzim maka kerja waktu yang dibutuhkan untuk suatu reaksi semakin cepat, sedangkan kecepatan reaksi dalam keadaan konstan. Semakin tinggi konsentrasi substrat, semakin cepat kerja enzim, tapi jika kerja enzim telah mencapai titik maksimal, maka kerja enzim berikutnya akan konstans.
Vitamin dan hormon berpengaruh terhadap aktivitas kerja enzim. Hormon tiroksin merupakan hormon yang mempengaruhi proses metabolisme tubuh. semakin tinggi konsentrasi hormon tiroksi yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid, makan semakin cepat proses metabolisme dalam tubuh, demikian sebaliknya. Vitamin dalam tubuh berfungsi sebagai alat pengaturan seluruh proses fisiologi dalam tubuh.
g) Keberadaan Aktivator dan Inhibitor
Aktivaor merupakan molekul yang mempermudah ikatan enzim antara enzim dengan dan substrat. inhibitor merupakan molekul yang menghambat ikatan antara enzim dengan substrat. Ada dua macam inhibitor yaitu:
a. Inhibitor kompetitif adalah inhibitor yang kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim.
b. Inhibitor non kompetitif Adalah inhibitor yang melekat pada tempat selain sisi aktif sehingga bentuk enzim berubah dan substrat tidak dapat melekat pada enzim
7. Peran Enzim Dalam Metabolisme
Reaksi kimia akan berjalan lebih cepat dengan adanya asupan energi dari luar (umumnya pemanasan), maka seyogyanya reaksi kimia yang terjadi pada di dalam tubuh manusia harus diikuti dengan pemberian panas dari luar. Metabolisme merupakan sekumpulan reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup untuk menjaga kelangsungan hidup. Reaksi-reaksi ini meliputi sintesis molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil (anabolisme) dan penyusunan molekul besar dari molekul yang lebih kecil (katabolisme).
berlangsung dalam organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau bulan di bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa detik di bawah pengaruh enzim di dalam tubuh.
8. Enzim- enzim yang terlibat alam proses metabolisme sebagai berikut:
a) Enzim Katalase. Enzim katalase berfungsi membantu pengubahan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Katalase 2H2O2 → 2H2O + O2
b)Enzim Oksidase. Enzim oksidase berfungsi mempergiat penggabungan O2 dengan suatu substrat yang pada saat bersamaan juga mereduksikan O2, sehingga terbentuk H2O.
c) Enzim Hidrase. Enzim hidrase berfungsi menambah atau mengurangi air dari suatu senyawa tanpa menyebabkan terurainya senyawa yang bersangkutan. Contoh: fumarase, enolase, akonitase.
d)Enzim Dehidrogenase. Enzim dehidrogenase berfungsi memindahkan hidrogen dari suatu zat ke zat yang lain.
e) Enzim Transphosforilase. Enzim transphosforilase berfungsi memindahkan H3PO4 dari molekul satu ke molekul lain dengan bantuan ion Mg2+.
f) Enzim Karboksilase. Enzim karboksilase berfungsi dalam pengubahan asam organik secara bolak-balik. Contoh pengubahan asam piruvat menjadi asetaldehida dibantu oleh karboksilase piruvat.
g) Enzim Desmolase. Enzim desmolase berfungsi membantu dalam pemindahan atau penggabungan ikatan karbon. Contohnya, aldolase dalam pemecahan fruktosa menjadi gliseraldehida dan dehidroksiaseton.
h)Enzim Peroksida. Enzim peroksida berfungsi membantu mengoksidasi senyawa fenolat, sedangkan oksigen yang dipergunakan diambil dari H2O2.
Sistem Koordinasi merupakan suatu sistem yang mengatur atau mengkoordinir segala aktivitas biologis tubuh organisme, terutama terhadap perubahan-perubahan lingkungannya baik eksternal maupun internal sehingga organisme itu selalu dalam keadaan normal dan harmonis.
Gerak merupakan salah satu bentuk tanggapan organisme terhadap rangsang. Rangsang dapat datang dari luar (eksternal) atau dari dalam (internal) tubuhnya sendiri. Pada makhluk primitif, kemampuan menanggapi rangsang masih sangat sederhana yang di sebut daya iritabilitas (Rianawaty, 2010).
A. Macam-Macam Gerak Pada Tumbuhan
Berdasarkan rangsangannya,gerak pada tumbuhan dikelompokkan menjadi tiga,yaitu gerak autonom(endonom),gerak esionom,dan gerak higroskopis.
1. Gerak Autonom (Endonom)
Gerak autonom (endonom) adalah gerak yang belum diketahui penyebabnya scara pasti,namun diperkirakan gerak ini disebabkan oleh rangsangan yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan itu sendiri. Dengan kata lain,gerak autonom adalah gerak yang tidak disebabkan oleh rangsangan dari luar.
Contoh:
a. Gerak mengalirnya sitoplasma dalam sel
b. Gerak melengkungnya kuncup daun karena perbedaan kecepatan tumbuh.
c. Gerak yang diperlihatkan tumbuhan ketika tumbuh seperti tumbuhnya akar, batang, daun, dan bunga.
d. Gerak kloroplas memutar mengelilingi isi sel pada sel-sel daun Hydrilla sp
(Rianawaty, 2010).
2. Gerak Esionom
Gerak esionom meupakan gerak tumbuhan yang disebabkan oleh rangsangan dari luar tubuh tumbuhan tersebut. Macam - macam gerak esionom pada tumbuhan diantaranya:
Nasti adalah gerak tumbuhan terhadap rangsangan, yang arah geraknya tidak ditentukan oleh rangsangan tetapi oleh tumbuhan itu sendiri. Gerak nasti terjadi karena perbedaan tekanan turgor. Contoh paling mudah adalah gerak ‘’tidur’’ yang di tunjukkan oleh bermacam-macam tumbuhan polong (leguminosae). Gerak tidur itu disebut niktinasti (nyktos= malam) (Rianawaty, 2010).
Berdasarkan penyebabnya, gerak nasti dibedakan menjadi lima Macam, yaitu:
a) Fotonasti
Fotonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan cahaya matahari. Contoh: Membuka dan menutupnya bunga pukul empat (Mirabilis jalava) (Rianawaty, 2010).
b) Niktinasti
Niktinasti merupakan gerakan nasty yang disebabkan oleh suasana gelap (gerak tidur). Pada umumnya, daun-daun tumbuhan polong-polongan
(Leguminosaceae) akan menutup pada waktu malam. Daun-daun tersebut akan
membuka kembali pada pagi hari. Selain disebabkan oleh suasana gelap, gerak “tidur” daun-daun tersebut dapat terjadi akibat perubahan tekanan turgor di dalam persendian daun. Contoh: Mengatupnya daun daun majemuk turi,lamtoro, dan sengon,di malam hari (Rianawaty, 2010).
c) Tigmonasti
Tigmonasti adalah gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan mekanis berupa sentuhan atau tekanan. Istilah tigmonasti berasal dari bahasa Yunani, yaitu
d) Termonasti
Termonasti merupakan gerakan nasti yang disebabkan oleh rangsangan suhu. Contoh, bunga tulip akan mengembang bila mendadak mengalami kenaikan temperature dan akan menutup lagi bila temperaturnya menurun (Rianawaty, 2010).
e) Nasti kompleks
Nasti kompleks adalah gerak nasti yang disebabkan oleh beberapa faktor sekaligus. Rangsangan yang diterima dapat berupa: cahaya matahari, suhu, air dan zat kimia. Misalnya: Gerak membuka dan menutupnya sel-sel penjaga pada
stomata (Rianawaty, 2010).
3. Gerak Higroskopis
Gerak higroskopis adalah gerak bagian tumbuhan yang diakibatkan oleh pengaruh perubahan kadar air dari sel-sel sehingga terjadi pengerutan yang tidak sama.
Contoh:
a. Pecahnya buah polong yang sudah kering pada lamtoro,jarak,dan kembang merak. b. Membukanya sporangium pada tumbuhan paku akibat berkerutnya sel-sel anulus
(Rianawaty, 2010).
4. Gerak Tropisme
Gerak tropisme merupakan salah satu bagian dari gerak pada tumbuhan. Gerak tropisme merupakan gerak tumbuhan atau bagian tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan. Berdasarkan jenis rangsangannya, gerak tropisme dibedakan menjadi fototropisme, geotropisme, tigmotropisme, hidrotropisme dan kemotropisme (Purwendi, 2013).
b) Pada gerak geotropisme rangsangannya berupa gaya gravitasi bumi, contohnya gerak tumbuh akar menuju pusat bumi
c) Pada gerak tigmotopisme, rangsanganya berupa singgungan / sentuhan, contohnya gerak melilitnya sulur tanaman markisa, sirih, mentimun, anggur, semangka pada ajir.
d) Pada gerak hidrotropisme, rangsangannya berupa air, contohnya akar akan bergerak menuju sumber air, dan
e) Pada gerak kemotropisme rangsangannya berupa zat kimia, contohnya gerak akar menuju pupuk (Purwendi, 2013).
5. Gerak Taksis
Taksis merupakan gerak pindah tempat seluruh tubuh tumbuhan menuju atau manjauhi rangsangan di sebut gerak taksis. Berdasarkan jenis rangsanganya,taksis dibedakan menjadi dua macam, yaitu fototaksis dan kemotaksis (Rianawaty, 2010).
a) Fototaksis
Fototaksis merupakan gerak taksis yang disebabkan oleh rangsangan cahaya matahari. Misalnya gerakan klorofil menuju ke permukaan yang mendapat cahaya dan gerak spora yang memiliki flagel menuju tempat yang terang (Rianawaty, 2010).
b) Kemotaksis
D. KESIMPULAN
1. Proses mekanisme enzim pada tumbuhan melibatkan sejumlah besar katalis biologik yang di sebut enzim dan berlangsung melalui respirasi (katabolisme) dan sintesis (anabolisme).
DAFTAR PUSTAKA
Kadarsih,S., 2004, Performans Sapi Bali Berdasarkan Ketinggian Tempat Didaerah Transmigrasi Bengkulu: I. Performans Tumbuhan, Jurnal Ilmu-ilmu Pertanian Indonesia, Vol.6(1).
Ningrum,N.R., Widhorini dan Euis Y., 2013, Analisis Pertumbuhan Jamur Aspergillus fumigatus dalam Media Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L.), Jurnal Kesehatan Kartika, Vol.8(1).
Purwendi, R., 2013, Penggunaan Media Pembelajaran Dengan Program Berbasis
Lectora Untuk Meningkatkan Minat Dan Hasil Belajar Ipa Konsep Gerak Tropisme Pada Siswa Smp Kelas VIII, Jurnal Ilmiah Guru, Vol.1(2).
MAKALAH ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN
“METABOLISME ENZIM DAN SISTEM KOORDINASI PADA
TUMBUHAN”
OLEH :
KELOMPOK VI (ENAM)
1. ANDI LASTRI (O1A1 17 082) 2. ASNITA HAFSANI (O1A1 17 085)
3. DINDHA PERMATA HATI (O1A1 17 087) 4. ELVA RERUNG (O1A1 17 089)
5. FENNY RIZKY FEBRIANI AZMAS (O1A1 17 091) 6. HESTI SARI (O1A1 17 095)
7. IRMAYANI JUBIR (O1A1 17 098)
8. ISRUL WIRYA RUSTAM (O1A1 17 100)
